关于虚拟主播直播用摄像头的需求分析

        本来想在网络上搜索一些关于"虚拟主播"直播的摄像头型号推荐, 结果一无所获. 好像完全没有人认真的讨论过"究竟什么样的摄像头适合虚拟主播直播使用"这个问题. 那么今天我就来讨论并分析一下吧.

    对于虚拟主播来说, 摄像头在直播中最大的作用应该就是进行面捕捕捉了, 那么面捕需求究竟对摄像头的哪些硬件参数比较敏感, 接下来将分为两类进行讨论:

    1. 3D摄像头

        目前除了工业级的面捕捕捉软件支持特殊的3D摄像头外设之外, 个人直播使用的大多是智能手机上内置的3D摄像头(即用于面捕的红外结构光摄像头). 此类摄像头通用性不如普通的2D摄像头, 但胜在捕捉精度更高: 支持高精度捕捉, 吐舌/大幅度转头等特殊动作, 对直播环境的光照条件要求低(甚至可以全黑环境下进行面捕), 以及无需占用电脑CPU算力等优点.

        支持3D摄像头的手机有iPhone/iPad和Andriod两类. 业界通用性最高, 效果最好, 使用人数最多的是iPhone/iPad的ARKit方案. 如果你有一台支持面部解锁的iPhone/iPad, 那么请不要吝惜的利用起来吧, 可以使你的面捕精度提升一个档次. 而支持安卓手机ARCore面捕的软件则更少一些, 而且对你手机的机型也有严格的要求. 因为我也没有使用过ARCore面捕, 所以再次不多加评论.

    2. 2D摄像头

        这是本次分析的重点, 2D摄像头/单目摄像头, 也就是我们平时最常用的web camera了. USB摄像头/笔记本或一体机内置的摄像头, 手机的自拍/拍照摄像头都属于这个类别. 而这篇主要集中在讨论使用USB接口的外置摄像头(笔记本/一体机内置的摄像头无法更换, 如果效果很差, 可以考虑使用USB外接摄像头, 所以主要讨论这个类别的硬件).

        1). 分辨率:

        分辨率是一个很重要的参数, 因为它直接决定了你面部画面的"精细程度". 分辨率越高, 你的人脸细节就越清晰, 但相对的电脑分析识别所需要的性能也就越多. 一般直播来说, 推荐使用不低于1080P分辨率的摄像头进行面捕, 720P摄像头在某些情况下可能无法很准确的捕捉眼球动态. 但要注意的是, 有些摄像头通过差值算法来得到的"伪分辨率"是行不通的, 在检查摄像头分辨率的时候一定要同时留意传感器的参数. 例如"真1080P"分辨率的摄像头所用的传感器不应低于200万像素. 如果低于, 则基本可以判断为"假1080P".

        2). 帧速率:

        这个参数决定了你的摄像头每秒钟能捕捉多少张画面. 请注意, 摄像头的帧率并不决定你模型的运动帧率, 因为面捕软件大多数自带动作平滑功能. 所以即使是30FPS的摄像头捕捉的画面, 经过软件处理, 也可以让你的模型以60FPS流畅的运动起来. 所以对于虚拟直播来说, 30FPS就已经迈入了"够用"的门槛. 当然如果你执意追求更高的捕捉参数, 使用60FPS也是完全没问题的. 但是请注意, 这个参数就像分辨率一样, 摄像头捕捉的帧速率越高, 对于电脑处理器的性能需求也就越高. 所以在你感觉自己电脑的性能不够用的情况下, 可以考虑适当降低帧速率, 比如使用60fps的摄像头, 但以30fps模式进行捕捉; 或使用30fps的摄像头, 但以15fps进行捕捉.

        3). 可视角度:

        有的主播甚至完全不知道这个参数代表了什么. 其实这个大家很多人都没有关心过的参数, 对于面捕捕捉来说也是蛮重要的. 可视角度决定了你的摄像头能够拍摄到多大范围内的画面, 距离不变的情况下, 可视角度越大则能够拍到的东西越多. 假设你在直播过程中有比较频繁的转头\平移头部\靠近摄像头\远离摄像头等会导致头部大范围运动的动作, 那么你就需要一个可视角度更大的摄像头. 这可以保证你的头面部在空间中运动的过程中, 尽量的不会超出摄像头的拍摄范围. 如果摄像头的可视角度很小, 那么比如你稍微平移或者推进一点脸部, 摄像头就拍不到了, 那么这时面捕跟踪就会丢失. 虽然可视角度的增大会为摄像头带来偏色/色散/锐度变低, 但对于面捕捕捉来说, 这些几乎都没有什么影响. 反而是广角摄像头带来的大视野更加实用. 具体需要多宽广的视角要根据实际情况而定, PS: 市面上60°可视角度的摄像头(例如罗技C270)建议不要购买.

        所以综上所述, 根据自己的预算以及需求进行参数的组合搭配即可. 比如一台"1080P分辨率+30FPS帧率+70°左右视角"的百元摄像头已经足够满足一般的直播需求了; 而有更高性能要求的主播则可以考虑2K甚至4K, 60FPS, 100°无畸变大广角之类的参数, 价格也在几百至一千元不等.

    一般来说, 虚拟主播对于摄像头的软件功能需求不高, 毕竟也不需要美颜瘦脸磨皮之类的高级功能, 所以这点几乎不需要考虑. 这里主要是列举一下主流的几款面捕软件对两类摄像头的支持情况:

    另外分享一个免费提升摄像头捕捉质量的小技巧, 如果你使用的是不足1080P分辨率的摄像头(比如720P), 且目前没有预算进行更换. 那么你可以检查一下你摄像头附带的控制软件, 看看能否将摄像头的画面设为黑白(例如罗技摄像头可以调整饱和度, 饱和度为0即黑白画面). 将画面调整为黑白之后, 再微调一下亮度与对比度, 让你的五官更加的突出. 这样可以在不更换摄像头硬件的情况下, 提升一定的捕捉精度. 原理是去除了色彩的干扰, 让面捕软件可以更准确的从黑白画面中识别出人脸动态.